Türkiyenin  Gıdacılar Topluluğu - Gıda -  Gıda Mühendisleri

Türkiyenin Gıdacılar Topluluğu - Gıda - Gıda Mühendisleri (http://www.gidacilar.net/)
-   Gıda Ambalajlama (http://www.gidacilar.net/gida-ambalajlama.html)
-   -   Gıda Ambalajlamasında Biyosensörlerin Kullanımı (http://www.gidacilar.net/gida-ambalajlama/gida-ambalajlamasinda-biyosensorlerin-kullanimi-2944.html)

Oktay SARI 28-2010 02:29 AM

Gıda Ambalajlamasında Biyosensörlerin Kullanımı
 
Tüketicilerin bilinçlenmesi, yaşam standartlarının yükselmesi ve çalışma hayatının getirdikleri tüketicilerin ambalaj teknolojisinden beklentilerini arttırmıştır. Beklentilere cevap verme kaygısı da üreticileri ve araştırmacıları yeni arayışlar içerisine yöneltmiştir. Güven faktörünün vazgeçilmez olduğu gıda endüstrisinde çeşitli arayışlar sonucu gelişen akıllı ambalajlama teknolojisi, ambalajlanmış gıdaların taşınması ve depolanması sırasında maruz kaldıkları koşulları gösteren sistemlerdir. Akıllı paketleme tekniklerinin birçoğunda biyosensörler ve göstergelerden (indikatörler) yararlanılmaktadır. Gıda kalitesindeki herhangi bir sorunun tüketiciye ve dolaylı veya doğrudan üreticiye iletilmesinde bu sistemlerden yararlanmanın en önemli nedeni, sorunu hızlı şekilde yansıtmalarıdır. Gıda endüstrisinde bir ürünün kalitesinin kontrolü, çeşitli kimyasal ve mikrobiyolojik analizlerle değerlendirilmektedir ki bu yöntemler pahalı olmaları, yavaş sonuç vermeleri, ayrıca analizi yapan kişilerin belirli bir uzmanlıkta olmasını gerektirdiğinden ürünü sürekli izlemeyi kısıtlamaktadır.

Akıllı ambalaj sistemlerinin birçoğu yaygın kullanıma sahip olmasa da, zaman sıcaklık göstergeleri, özel barkodlu ambalajlar ve biyosensörler daha geniş bir kullanım ağına sahiptir. Akıllı ambalajlarda kullanılan biyosensörler, gıdanın güvenliği ve kalitesi hakkında üretici ve tüketiciye bilgi sağlayan ve onlara ürün kalitesi hakkında erken uyarılarda bulunan sistemlerdir. Biyosensörler, biyolojik olarak analizi yapılacak maddeyi tanıma sistemleri ile fiziksel ya da elektrokimyasal sinyal sistemlerinin birlikte kullanımından oluşan analitik aletlerdir. Biyosensörler, kullanımı kolay, hızlı, ürüne özgü, minimum işlem görmüş örnek ile birlikte kullanılabilen, analiz edilecek maddenin miktarı ile orantılı olarak sürekli sayısal elektrik sinyali üreten sistemlerdir.

Analizi yapılacak maddenin tanınmasında biyosensörün biyolojik hassasiyete sahip olan kısmı enzimler, hücreler, dokular, bakteriler, antikorlar, antijenler, nükleik asitler gibi biyomoleküllerden oluşmaktadır. Bu biyotanıyıcılar, hassas seçiciliğe sahiplerdir, fakat sıcaklık, pH, iyonik güç gibi aşırı durumlardan etkilenirler. Biyosensörlerin amperometrik, potansiyometrik, kondüktometrik, optik, kalorimetrik ve piezoelektrik olmak üzere birçok çeşidi bulunmaktadır. Amperometrik biyosensörler, yükseltgenen ya da indirgenen elektroaktif türlerin derişimini ölçerek analizi yapılan maddenin miktarı hakkında bilgi verir. Potansiyometrik biyosensörlerin çalışması, iletken polimerler ile referans elektrot arasındaki potansiyel farkının ölçümüne dayanır. Bu sensörler, pH, amonyak veya karbondioksite duyarlı çalışır. Kondüktometrik biyosensörler, ****l elektrot çifti ile biyolojik bileşen arasındaki iletkenlik değişimini ölçerek analizi yapılan maddenin derişimini belirler. Optik biyosensörler, biyokimyasal reaksiyon sonucu meydana gelen ışığın absorbsiyonu ya da yayılımını ölçerek analizi yapılmak istenen maddenin miktarını belirler. Optik biyosensörler, iletici sistem olarak optik lifler üzerine uygun bir yöntemle, uygun bir molekülün tutuklanması ile hazırlanır ve absorbsiyon, fluoresans gibi temel ilkeler çerçevesinde işlev görür. Kalorimetrik biyosensörler, enzimatik reaksiyondaki entalpi değişimden yararlanarak analizi yapılan maddenin miktarını belirler. Enzimatik reaksiyon sonucu meydana gelen sıcaklık değişimi ile substrat derişimi arasındaki doğrusal ilişkiden sonuca ulaşılır. Piezoelektrik biyosensörler, karakteristik rezonans frekansındaki farklılığı belirleyerek bir piezoelektrik kristal yüzeyinde toplanan analizi yapılan maddenin derişimini belirler.

Biyosensörlerin akıllı ambalajlarda ticari kullanımı yaygın olarak hayata geçmese de gıda endüstrisinde kalite kontrol ve güvenlik amacıyla bileşen belirlemede gösterdikleri yüksek seçicilik ve hızlı cevap süresi ile geleneksel metotlara alternatif olarak kullanılmaktadır. Biyosensörler gıdalarda bileşen (glikoz, asetaldehit, alanin, laktat, nitrat, gliserol, etanol, glutamat, sorbitol gibi) belirlenmesinde, çeşitli et ve süt ürünlerinde, ilaç, hormon, antibiyotik kalıntılarının belirlenmesinde, işlenmiş ve çiğ gıdalarda mikrobiyal kontaminasyonun (Salmonella, Listeria ve Staphylococus gibi) saptanmasında, fermentasyonun süreç boyunca izlenmesinde, ayrıca gıda güvenliği için hazırlanan HACCP sistemlerinde kontrol amaçlı olarak kullanılmaktadır. Biyosensörlerle eş zamanlı verilerin elde edilebilirliği, zamanında müdahale imkânı sunduğundan, gıda sanayisinde büyük çaplı üretimlerde riskin en aza indirilmesinde, iş gücü kaybı ve hammadde kaybının önlenmesinde önemli yer tutar.

Akıllı ambalajlar, bilimsel çalışmalara yaygın olarak konu olmasına karşın ambalaja akıllılık işlevi kazandıran kısmın gıda maddesine özgü olması ve ambalaj maliyeti nedeniyle ticari kullanımı kısıtlanmaktadır. Ticari boyutta yaygın kullanılan bir biyosensör olmamasına rağmen bir çok prototip geliştirilmiştir. Bunlardan biri de gıda ambalajında patojen mikroorganizma gelişimini saptamak için biyosensör ve barkod sistemlerinin birlikte kullanılması ile elde edilmiştir. Bu sistemde (Food Sentinel SystemTM, SIRA Technologies, U.S.A.) barkodun membran kısmına yerleştirilen özel bir patojen antikoru, mikrobiyal kontaminasyon olduğunda siyah çubuk oluşumuna neden olmakta ve bu da barkodun okunmasını engellemektedir. Diğer bir çalışmada geliştirilen toksin uyarı sisteminde (Toxin GuardTM, U.S.A) plastik ambalaj filmi içine yerleştirilen antikorlar, hedef patojeni algıladıklarında, ambalaj materyali görsel bir sinyal vererek tüketici ve üreticiyi uyarmaktadır. Ancak bu sistem, hastalık yapmaya yetecek kadar düşük patojen seviyesini algılayamamaktadır.

Gıda ürünlerinde zaman faktörünün önemli olması nedeniyle, uzun süren analizlere alternatif olarak hızlı ve güvenilir bir yöntem olan akıllı ambalajlama teknolojisiyle gıdanın kalite kontrolü, tüketiciye ulaşmadan önceki son aşamada yapılabilmektedir. Firmaların ürünlerine yeni işlevler kazandırma ve ürün kalitesini daha fazla koruyarak rekabet piyasasında daha fazla yer alma isteği her yeni uygulamada, yeni akıllı sistemler tasarlanmasını gerektirmektedir. Bu konuda devam eden çalışmalar sonucu, gelişen teknolojiye uygun olarak akıllı ambalajların kullanımının gelecek günlerde artması beklenmektedir.
(Alıntı)


Şu anda saat : 08:38 AM.

Powered by vBulletin® Version 3.8.3
Copyright ©2000 - 2021, Jelsoft Enterprises Ltd.
LinkBacks Enabled by vBSEO 3.6.0 © 2011, Crawlability, Inc.